Mars dizayni bo'yicha ma'lumotnoma - Mars Design Reference Mission

DRA5-dan olti kishiga mo'ljallangan Mars Ascent Vehicle

NASA Mars dizayni bo'yicha ma'lumotnoma ("DRM") ga qarang NASA odamlarni yuborish uchun topshiriqlarning kontseptual dizayni bo'yicha tadqiqotlar Mars.[1][2] Tegishli atama, Dizayn ma'lumotnomasi me'morchiligi (DRA), vazifalar va qo'llab-quvvatlovchi infratuzilmaning butun ketma-ketligini nazarda tutadi.

Bu mavjud texnologiyani umumlashtirgan ma'lumotlarning dastlabki tadqiqotlari yondashuvlar a Marsga insonparvarlik missiyasi va bu haqiqiy missiya dasturi emas. NASA ma'lumotlariga ko'ra, hujjatlar "Mars sirtini kelajakda inson tomonidan o'rganishni rejalashtirishni qo'llab-quvvatlash bo'yicha bajarilayotgan ishlarning" suratini "aks ettiradi."[3] Loyihalash uchun mo'ljallangan topshiriqlar texnologiya uchun ishlatiladi savdo tadqiqotlari, missiyaga turli xil yondashuvlarning ta'sirini tahlil qilish.

Rejalashtirish bo'yicha missiya (1993)

Mars yashash joyining rassom tushunchasi, 1993 y

Birinchi Mars dizayn ma'lumotnomasi[4] homiyligida 1993 yil may oyida yakunlangan NASA tadqiqotidir Kosmik tadqiqotlar tashabbusi (SEI).[5] Maqsad[6] oldingi tadqiqotlar va ma'lumotlarga asoslangan holda "Yo'naltiruvchi missiya" ni ishlab chiqish edi, bu erda Yo'naltiruvchi Missiya kelajakdagi tadqiqotlardagi turli xil yondashuvlar va mezonlarni taqqoslash uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

O'rganish asoslangan edi Robert Zubrin "s Mars Direct missiya dizayni. Shunday qilib Zubrin tomonidan "Mars Semi-Direct" deb nomlangan, shuningdek, bir nechta muhim o'zgarishlarni amalga oshirdi, masalan, katta miqdordagi ekipaj va Yerga qaytish vositasi bilan Apollon uslubidagi Mars orbitasida uchrashuvni amalga oshiradigan maxsus Mars Ascent Vehicle. orbitada qoling.[7][8] Dizayn ma'lumotnomasi oldingi SEI o'rnini doimiy vazifalar rejasi sifatida oldi.

Yondashuv va natijalar

  • Marsga tez qaytish va er usti strategiyasidan foydalanib, ekipajning qattiq kosmik muhitga ta'sir qilish vaqtini cheklang.
  • Missiya massasini kamaytirish uchun mahalliy resurslardan foydalaning
  • Massani kamaytirish va ekipaj uchun xavfni minimallashtirish uchun missiya apparatini oldindan joylashtirish uchun split-missiya strategiyasidan foydalaning
  • Marsga 2009 yilda boshlangan uchta odam missiyasini ko'rib chiqing
  • Kosmosda tashish uchun ilg'or kosmik harakatlanishdan (masalan, yadroviy termal harakatlanish) foydalaning
  • To'liq yuklar to'g'ridan-to'g'ri Marsga katta raketa tashuvchisi yordamida yuborilgan (LEOga 200+ t)
  • Kuchli uzluksiz quvvat uchun yadro sirt quvvati[6]

Tadqiqot xulosalari shuni ko'rsatdiki, missiyaning umumiy massasi birinchi ekipaj uchun taxminan 900 metrik tonnani tashkil etdi (3 ta yuk tashuvchi transport vositasi, 1 ta uchuvchi vosita). Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, katta raketa tashuvchisi uzoq muddatli va qimmat tizim bo'lib, kichikroq raketa vositalaridan foydalanish yondashuvlarini o'rganish kerak.[6]

Dizayn bo'yicha topshiriq 2.0

1997 yilda NASA Mars Exploration Study Team yig'ilib, original dizayn ma'lumotnomasining batafsil versiyasini yaratdi. Rejada odamlarning Marsga birinchi missiyalari, me'morchilikda birinchi kesish sifatida ishlatiladigan operatsiyalar va texnologiyalar kontseptsiyasi tasvirlangan. Hisobotga ko'ra:

NASA-ning bir nechta dala markazlarini vakili bo'lgan xodimlar Marsni inson tomonidan o'rganishga bag'ishlangan "Yo'naltiruvchi missiya" ni tuzdilar. Ushbu hisobotda ularning ishi sarhisob qilinadi va texnik jihatdan mumkin bo'lgan, oqilona tavakkalchilikka ega va nisbatan kam xarajatlarga ega bo'lgan yondashuvlardan foydalangan holda odamlarning Marsga birinchi safarlari rejasi tasvirlangan. Mars Reference Missiyasining arxitekturasi Sintez guruhining avvalgi ishlari (1991) va Zubrin (1991) tomonidan Mars atmosferasidan kelib chiqqan yoqilg'idan foydalanish kontseptsiyalariga asoslanadi. Malumot topshirig'ini belgilashda tanlovlar qilingan. Ushbu hisobotda har bir tanlov uchun asos hujjatlashtirilgan; ammo kutilmagan texnologiyalar rivoji yoki siyosiy qarorlar kelajakdagi tanlovni o'zgartirishi mumkin.[9]

Portrining so'zlariga ko'ra[1] "DRMning keyingi evolyutsiyasi kosmik kemalarning og'irligini minimallashtirishga qaratilgan bo'lib, missiyaning taxminiy narxini pasaytirishga qaratilgan." Rasmiy ravishda "2.0" belgisi berilmagan bo'lsa ham, 1997 yildagi "skrab" (ya'ni massa qisqartirilgan) versiyasi keyingi hujjatlarda 2.0 belgisi bilan ataladi.[10]

Dizayn bo'yicha topshiriq 3.0

Dizayn bo'yicha topshiriq 3.0
Asosiy maqola: NASA Dizayn Mission 3.0

Dizayn bo'yicha topshiriq 3.0[11] NASA Mars Exploration Team tomonidan 1997 yilda o'tkazilgan tadqiqotning davomi bo'lib, hisobot 1998 yil iyun oyida 1997 yilgi tadqiqotga qo'shimcha sifatida nashr etilgan. Yo'naltiruvchi missiyaning belgilangan maqsadi muqobil yondashuvlarni yanada chuqurroq o'ylash va rivojlantirishni rag'batlantirishdan iborat edi: "Bu tizim" qo'zg'atuvchilari "ni yoki xarajatlarning muhim manbalarini, samaradorligini, xavfini va jadvalining o'zgarishini aniqlash va aniqlashtirish uchun mo'ljallangan. insonning Mars missiyalariga yakuniy yoki tavsiya etilgan yondoshish.Munn, Asteroidlar yoki Yer orbitasidan tashqaridagi boshqa maqsadlarga insonni tadqiq qilish missiyalari, shuningdek, texnik va texnik vazifalarni hal qilish uchun turli xil texnik taxminlardan foydalanishni o'z ichiga olgan bir qator muqobil stsenariylar hozirda Exploration Team tomonidan o'rganilmoqda. Muqobil yondashuvlarni taqqoslash investitsiyalarni investitsiya qilish rejalarini doimiy ravishda takomillashtirishga va kelajakda insonni qidirish bo'yicha missiyalar haqida umumiy tushunchaga asos bo'lib xizmat qiladi.[12]

Reference Missiya Version 3.0 ning hisobotida shunday deyilgan:

Asl ma'lumotnoma missiyasi (1.0-versiya) ishidan boshlab, Marsni inson tomonidan o'rganish strategiyasi dastlabki shaklidan tortib to tizim massasini kamaytirishga, kichikroq, oqilona raketadan foydalanish va zamonaviy texnologiyalardan foydalanishga aylandi. . Tadqiqot guruhi tomonidan amalga oshirilgan qadamlar qo'shimcha yuk xavfini keltirib chiqarmay, yuklarni etkazib berish reyslarining massasini, shuningdek missiyaning umumiy narxini kamaytirish zarurligidan kelib chiqadi. Katta og'ir yuk ko'taruvchi raketaga ehtiyojni yo'q qilish va 3.0-versiyada yashash joylarini etkazib berishning ortiqcha parvozini yo'q qilish orqali Yerdan ikki marta uchirish bekor qilindi. Aniq natija - bu joriy versiya 3.0 ma'lumotnomasi bo'lib, u 1993/94 yilgi ma'lumotnomaning taxminan yarmi miqdorida AOK qilingan massani talab qiladi. "[12]

Dizayn bo'yicha topshiriq 4.0

Dizayn Reference Mission 4 ning maqsadi 1998 yilda aniqlangan zaif tomonlarni yaxshilash, tizimlar dizayni va tushunchalarini yanada takomillashtirish va xavfni kamaytirish strategiyasini takomillashtirish uchun DRM 3.0 ni takomillashtirishdan iborat edi.[6]

DRM 4.0 ikkalasini ham ko'rib chiqdi yadroviy issiqlik qo'zg'alishi[10][13] va quyosh elektr quvvati[14] Mars transport tizimining variantlari.

Asosiy natijalar

Tadqiqotning asosiy natijalari quyidagilar edi[6]

  • Ekipajni uzatuvchi transport vositasini qo'shilishi tizimning ishonchliligini besh yildan uch yilgacha pasaytiradi, ammo Mars orbitasida qo'shimcha uchrashuvni talab qiladi.
  • Oxir-oqibat quyosh elektr qo'zg'atuvchi transport vositasining missiyasi kontseptsiyasi hayotga mos tushunchadir, ammo transport vositasining qadoqlanishi va hajmi baland qutblar bo'lib qolmoqda
  • Missiyaning umumiy hisob-kitoblari:
    • Quyosh elektr quvvati: 467 tonna
    • Yadro termal qo'zg'alishi: 436 tonna
    • Aerobraking bilan kimyoviy: 657 tonna (xuddi shunday, ammo missiyaning kontseptsiyasi bir xil emas)

Arxitektura dizayniga oid ma'lumotnoma 5.0

NASA Design Reference Mission Architecture 5.0 konsepsiyasi (2009)

NASA Dizayn Vazifasi 5.0[15] 2009 yilda amalga oshirilgan.[16] 2009 yil iyulda qo'shimcha bilan,[17] va 2014 yil mart oyida ikkinchi qo'shimcha[18]

DRA5 versiyasi ham mavjud Marsga insonparvarlik missiyalari, 2009 yilda ishlab chiqarilgan, u kamaytirilgan apparat va maqsadlarga ega.

2017 yilga kelib, 5.0 dizayn ma'lumotnomasi topshirig'ining eng so'nggi versiyasidir.[19]

Ba'zi Yer va Mars missiyalari dizaynlari diagrammasi

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b Portri, Devid, Odamlar Marsga: Ellik yillik missiyani rejalashtirish, NASA-SP-2001-4521, 2-raqamli aerokosmik tarixidagi monografiyalar; 10-bob, "Dizayn bo'yicha ma'lumotnoma", 89-99 bet (kirish 2015 yil 29 sentyabr).
  2. ^ Uayver, Devid B. va Maykl B. Dyuk, "Marsni qidirish strategiyalari: Yo'naltiruvchi dastur va muqobil me'morchiliklarni taqqoslash, AIAA Konferentsiya Ma'lumoti AIAA-93-4212, (1993)
  3. ^ Stiven J. Xofman (tahr.), Mars Surface Reference Missiyasi: Inson va robotlashtirilgan sirt faoliyati tavsifi Arxivlandi 2006-10-05 da Orqaga qaytish mashinasi, NASA / TP-2001-209371 (2015 yil 29 sentyabrda)
  4. ^ Uayver, Devid B., Maykl B. Dyuk va Barni B. Roberts, "Marsni qidirish strategiyalari: Rejalashtirish bo'yicha missiya", Xalqaro astronavtika kongressi 1993, IAF-93-Q.1.383 (1993) qog'ozi.
  5. ^ Dizayn bo'yicha topshiriq 1 Arxivlandi 2005-10-30 da Orqaga qaytish mashinasi, Entsiklopediya Astronautica (2015 yil 29 sentyabrda)
  6. ^ a b v d e Duglas R. Kuk, So'nggi paytlarda odamni izlash bo'yicha muvofiqlashtirilgan tadqiqotlar haqida umumiy ma'lumot, Advanced Development Office, NASA Jonson kosmik markazi, 2000 yil yanvar (kirish 2015 yil 30 sentyabr)
  7. ^ Zubrin, Robert (1996). Marsga tegishli ish: qizil sayyorani joylashtirish rejasi va nima uchun biz kerak. Nyu-York: Bepul matbuot. ISBN  978-0-684-83550-1.
  8. ^ Portri, Devid S. F. "NASA-ning Marsni loyihalashtirish bo'yicha missiyasi yadroga aylanadi (2001)".
  9. ^ S. J. Xofman va D. I. Kaplan (tahr.), "Marsni inson tomonidan o'rganish: NASA Marsni o'rganish guruhining yo'naltirilgan missiyasi, "NASA SP-6107, NASA OAJ Exploring Office, 1997 yil iyul. (2015 yil 30 sentyabrda) Merilend universiteti veb-saytida mavjud: http://spacecraft.ssl.umd.edu/design_lib/NASA-SP6107.Mars_DRM.pdf (kirish 2015 yil 29 sentyabr)
  10. ^ a b Devid S. F. Portri "NASA-ning Mars dizayn yo'nalishi bo'yicha missiyasi yadroga aylanadi (2001) ", Simli, 2014 yil 18-yanvar (2015 yil 29-sentyabrda)
  11. ^ Dizayn bo'yicha topshiriq 3 Arxivlandi 2007-02-02 da Orqaga qaytish mashinasi, Entsiklopediya Astronautica (2015 yil 29 sentyabrda)
  12. ^ a b Dreyk, Bret G. (tahr.), Yo'naltiruvchi missiya versiyasi 3.0: Marsni inson tomonidan o'rganishga qo'shimcha: NASA Marsni o'rganish guruhining ma'lumotnomasi, NASA OAJ qidiruv boshqarmasi, 1998 yil iyun. Shuningdek, mavjudNASA hisoboti NASA / SP-6107-ADD Arxivlandi 2007-07-14 da Orqaga qaytish mashinasi
  13. ^ Dizayn ma'lumotnomasi 4-NTP Arxivlandi 2006-06-14 da Orqaga qaytish mashinasi, Entsiklopediya Astronautica (2015 yil 29 sentyabrda)
  14. ^ Dizayn ma'lumotnomasi 4-SEP Arxivlandi 2006-03-16 da Orqaga qaytish mashinasi, Entsiklopediya Astronautica (2015 yil 29 sentyabrda)
  15. ^ Dreyk, B.G. "Marsni inson tomonidan o'rganish, dizaynga oid arxitektura 5.0 ", IEEE Aerospace Conference 2010, Big Sky, MT, 2010 yil 6-13 mart, 1-24 betlar; DOI: 10.1109 / AERO.2010.5446736 (2015 yil 29-sentabrda)
  16. ^ Mars Architecture Steering Group (Bret G. Dreyk, tahr.), Marsni inson tomonidan kashf qilish Dizayn mos yozuvlar arxitekturasi 5.0, NASA / SP – 2009–566, NASA bosh qarorgohi, 2009 yil iyul (kirish 2015 yil 29 sentyabr)
  17. ^ Mars Architecture Steering Group (Bret G. Dreyk, tahr.), "Yo'naltiruvchi topshiriqning 5.0 versiyasiga qo'shimcha", NASA / SP – 2009–566-ADD, NASA Lindon B. Jonson nomidagi kosmik markaz, 2009 yil iyul (kirish 2015 yil 29 sentyabr)
  18. ^ Bret G. Dreyk va Kevin D. Uotts (tahr.) Marsni inson tomonidan tadqiq qilish Dizayn ma'lumotlari Arxitektura 5.0, №2 qo'shimcha, NASA / SP-2009-566-ADD2, NASA Jonson kosmik markazi, Xyuston, TX, mart (2014 yil 29 sentyabr)
  19. ^ Foust, Jeff (2015 yil 23-yanvar). "NASA Mars missiyasining arxitekturasini yangilashga tayyor emas". Kosmik yangiliklar. Olingan 29 sentyabr, 2015.